1. DISEÑO CAPTACION

000099Expediente Técnico de Saneamiento Código SNIP 125853:“Mejoramiento y Ampliación Del Sistema De Agua Potable y Alcantarillado de la Localidad de Monzon y Centros Poblados de Pista Loli y San Benito"

000099Municipalidad Distrital de Monzón

CALCULOS JUSTIFICATIVOS SISTEMA DE AGUA POTABLEProyecto : "CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA LOCALIDAD DE MONZON

DISTRITO DE MONZON - HUAMALIES - HUANUCO"

Ubicación : Huanuco - Huamalies - Monzon - MonzonDiseño Hidraulico : Noviembre del 2015

DISEÑO CAPTACION QUEBRADA TRANCARAGRAI.- DISEÑO HIDRAULICO DE LA PRESA DERIVADORA O BARRAJE

1.1

Ingresar los Datos Basicos para el Diseño:

Donde:Qmax. = 2.430 Qmax.: Caudal maximo de la quebrada (ver calculo de caudal). Qmin. = 0.0500 Qmin.: Caudal minimo de la quebrada (ver calculo de caudal).

Q. = 0.0100 Q. : Caudal a conducir (ver calculo de caudal).Co = 1157.20 m.s.n.m. Co : : Cota del lecho de la quebrada aguas arriba del barraje

b = 2.60 m. b : Ancho del cauce que sera igual al barraje + canal de limpia

2.1

(ver hoja de cálculo del canal).

y = 0.05 m.

P = 3 * y Donde:y: Tirante del canal de conduccón P: Altura del barraje

P = 0.15 m.

Ingresar:Asumimos: P = 0.80 m.

DESCRIPCIÓN :Es una estructura cuya funcion es levantar el nivel de agua de la Quebrada y facilitar el ingreso a travez de la ventana de captacion de nuestro proyecto.La utilidad del barraje de derivación o azud se acentua en epocas de estiaje. Con la finalidad de mejorar su estabilidad tiene una sección trapezoidal y para reducir a una presion casi nula en todos los puntos del azud se adopta el perfil tipo Greager

m3/segm3/segm3/seg

Consideraciones de la longitud del barraje "b":Se debe procurar que la longitud del barraje conserve las mismas condiciones naturales del cauce, con el objeto de no causar modificaciones en su regimen. Asi una longitud mas angosta puede ocacionar una carga de agua alta e inundar las margenes, en cambio una longitud de barraje mas amplia pueda ocacionar azolves aguas ariba originando pequeños causes que dificultan la captación en la toma.

CALCULO DE LA ELEVACION DEL BARRAJE:Según el Ing° TSUGUO NOSAKI , una vez estasblecido un apropiado tirante "y" de agua en el canal de conducción, se ubicará el vertedero del barraje a una elevación sobre el fondo del rio igual a:

3y Cuando el caudal sea muy pequeño Q < 1.0 m3/seg 2.5y Cuando el caudal sea igual a Q = 1.0 m3/seg2.0y Cuando el caudal sea mayor a Q > 1.0 m3/seg

En nuestro caso el caudal de ingreso o entrada es de 0.01 m3/seg., lo cual nos da un tirante de y = 0.05 mpor ser el Q<1m3/seg. el barraje tendra una elevación de 3h. resultando:

2.- CALCULO DE LA CARGA TOTAL DE AGUA SOBRE LA CORONACIÓN DEL AZUD:

D36

Ingrese

D37

Ingrese

D38

Ingrese

D39

Ingrese

D40

Ingrese

D65

Resultado






Según el ITDG- PERU, la formula general del vertedero se expresa como:






Ingresar:u = 0.75 Coef.

Va = 1.79 m/seg.

Resultado:H = 0.457 m.

b.- calculo de la velocidad del agua sobre el azud: Donde:V : Velocidad sobre la cresta m/seg.

Q = V.A A : Area de agua sobre la cresta (H*b) m2.Q : Caudal de maxima avenida m3/seg.

Resulta:V = 2.05 m/seg.

: carga neta Sobre la crestah : Altura de la carga de agua sobre la crestag : Gravedad (9.8m/seg2.)V : Velocidad sobre la cresta m/seg.

Resulta:0.67 m

Coordenadas a utilizar:

X Y0.000 m 0.091 m X Y0.067 m 0.024 m 0.00 m 0.136 m0.201 m 0.000 m 0.10 m 0.036 m0.268 m 0.005 m 0.30 m 0.000 m0.402 m 0.004 m 0.40 m 0.007 m0.536 m 0.075 m 0.60 m 0.006 m0.670 m 0.172 m 0.80 m 0.112 m0.939 m 0.379 m 1.00 m 0.257 m1.341 m 0.818 m 1.40 m 0.565 m1.676 m 1.314 m 2.00 m 1.220 m2.011 m 1.676 m 2.50 m 1.960 m

3.00 m 2.500 mAsumiendo: Por criterio de diseño

0.70 m

Coordenadas modificadas a utilizar:

X Y0.000 m 0.09520 m Como el caudal de maxima avenida es minima reajustamos0.070 m 0.02520 m0.210 m 0.00000 m0.280 m 0.00490 m0.420 m 0.00420 m0.560 m 0.07840 m0.700 m 0.17990 m0.980 m 0.39550 m1.400 m 0.85400 m1.750 m 1.37200 m2.100 m 1.75000 m

a.- Calculo de la altura de carga H:

Donde:u : Coeficiente del vertedero segun la forma de la cresta(para el caso del perfil creager u=0.75)b : Ancho del vertedero. Q : Caudal de maxima avenida presentada en un periodo de retorno de 20 años igual a 2.80 m3/seg.H : Carga total de agua sobre la coronación del azud.V : Velocidad de acercamiento de la aquebrada.g : Gravedad (9.8m/seg2.)

c.- Calculo de la carga energetica he y calculo de las coordenadas del Azud, multiplicando las coordenadas del perfil Creager por he.

he

he =

he =

Generalmente el tirante del agua t es mayor que la altura H azud, y el parámetro o perfil de este corresponde a la trayectoria seguido por la lámina vertiente (perfil Creager). Se obtiene mediante la tabla de la derecha, cuyo uso aplicaremos.

Q=23(u .b .√2 g)( (H+V

2

2 g)

32−( V

2

2 g)

32)

he=h+V 2

2g






A.- Altura del Barraje

0.80 m

Resulta: Según el tirante del canal aderivar.Cc = 1158.00 msnm.

Por comparar.Donde:

Co : Cota del lecho del rio dato topografico (msnm). P : Altura del barraje TSUGUO NOSAKI

Cc : Cota en la cima del barraje (msnm).

Hallando por condición de la ventana de captación

( metros)

Ingresar : ho = 0.35 m.L = 0.50 m.C = 1.84 Coef.

Donde:ho : Altura del umbral del vertedero de captacion.

h

Cc : Nivel de la cresta del barrajeL : Longitud de la ventana de captación

Mediante la formula del vertedor para la ventana de captacion:C : coeficiente de vertedero. En este caso es 1.84

Ajustando: Ingresar: ≥0.20 = 0.20 m.

Resulta: Entonces compareh = 0.05 m h = P - ho - 0.20 = 0.25

0.80 m

h = 0.25 m

Entonces:Cc = 1158.00 msnm.

Anterior P =

Generalmente el tirante del agua t es mayor que la altura M azud, y el parámetro o perfil de este corresponde a la trayectoria seguido por la lámina vertiente (perfil Creager). Se obtiene mediante la tabla de la derecha, cuyo uso aplicaremos

: Altura de la ventana de captacion, asumiendo que trabaja como vertedero

Anterior P =

Despues de evaluar se asumirá h :

Cc; cota de la cresta del barraje con la cual se trabajará

C c=Co+ho+h+0 .20

C c=P+Co

Q=C∗L∗h32

P=ho+h+0 . 2

E166

Resultado

E169

Resultado

D186

Ingresar

D187

Ingresar

D188

Ingresar

E204

Resultado

J204

Resultado

E206

Resultado

E209

Ingrese el modificado

E212

Resultado






E.- Tirantes en el Barraje y colchón de Disipación

a.- Calculo del tirante al pie del Barraje

Donde:Co: Cota de la cresta del vertederoC1: Cota del colchon disipadorh : Tirante sobre la cresta

d1 : Tirante al pie del taludVo: Velocidad en la cresta del barrajeV1: Velocidad al pie del taludPc: Perdida de carga

b.- Calculo del tirante conjugado

a la sección y pendiente del cause.

Diseño del resalto o colchón amortiguador:Por la formula aproximado :

Donde:Espesor de la lamina vertiente al pie del azud (m).Espesor de la lamina aguas abajo (m).

Q :

La velocidad de caida será: Diferencia de altura desde el nivel de agua encima de la cresta al fondo del colchon disipador; aproximado para el tanteo.Velocidad de caida (m/seg).

g : Gravedad (9.8m/seg)

Iniciando la aplicación de la fórmula de Bernoulli entre la cresta y el primer punto del cimacio separado a un metro y asi sucesivamente hasta llegar al nivel de la poza amortiguadora.

Según la formula de la momenta el tirante conjugado en función del tirante obtenido al nivel de la poza.

c.- Cálculo del tirante normal: Al final del colchòn disipador el flujo debe recuperar el tirante normal de acuerdo

Dado que (Cn - C1), debe ser aproximadamente de 0.50 a 1.00 metro, se tantea el nivel del piso de la poza de tranquilización hasta que se cumpla la ecuacion.

d1:d2:

Caudal de agua sobre el Azud, por metro lineal = m3/seg/m.

Ht :

V1 :

Para este calculo efectuamos tanteos supuniendo un Ht aproximado;

C1+d2+V

22

2 g=Cn+dn+

Vn2

2 g+Pcn .

Co+dc+V

t2

g=C1+d1+

V12

g+Pc

d2=0 . 45∗ Q√d i

V 1=√2∗g∗H t

d2=−d1

2+√ d2

2+(2.V 2 x d

2

g )






La altura total del agua He sobre el lecho del rio aguas arriba es:Anterior:

V = 2.050.80 m

H = 0.46 m.0.671.47

Por H canales se halla:dn = 0.251 m.

Tirante de agua de la quebrada en la salidadel colchón disipador.Tanteo Formula

Q He Profun.0.159 5.89 0.9346153846 1.77 1.47 -0.46 0.71 1.06 0.350.158 5.91 0.9346153846 1.78 1.47 -0.47 0.72 1.06 0.340.158 5.92 0.9346153846 1.79 1.47 -0.48 0.73 1.06 0.330.157 5.94 0.9346153846 1.80 1.47 -0.49 0.74 1.06 0.32

Cosiderando por seguridad:0.159 m.

Cosiderando por seguridad:1.060 m.

3.- SOLADO O COLCHÓN DISIPADOR

Tenemos:5.94 m/seg.0.88

Resulta:4.76 m.

0.27 m.

por lo tanto: EL FLUJO ES SUBCRITICO

con una superficie muy irregular aguas abajo

a.- Cálculo de la longitud del colchón disipador

Schoklitsch

Resulta:L = 4.51 m.

Caudal en m3/seg./m

m Velocidad en la cresta del barraje P =

he = m. Altura de energia en la crestaHe = m. Resultado de la formula.

La profundidad de la cuenca o colchón sera: He - Ht - d1 = Profun.

d1 V1 Ht d´2 d2 d2 - d'2

d1 =

d2 =

La necesidad de una poza de disipación y la forma de resalto está íntimamente relacionada al numero de Froude que se expresa:

V1 = V2 =

F1 =

F2 =

F=V

√g∗d

L=(5a6 )∗( d2 −d 1)

L=6d1∗F1

d1=QV 1

Q=A .V=(h1∗1) .V

H e=P(azud )+ t(agua )+V 2

2g

Q=Q(m3 /seg )b (m)

H292

Anterior

H293

Anterior

H294

Anterior

H295

Resultado

F304

Tanteo

D310

Resultado

D313

Ingrese

D327

Resultado

D330

Resultado

E346

Resultado






Safranez

Resulta:L = 4.53 m.

U.S. Bureau of Reclamation

Resulta:L = 4.24 m.

La dimensión del colchón disipador para construir sera:Por lo tanto:

L = 4.65 m.

b.- Control de la infiltración

Donde:Longitud del camino de percolación

Anterior: Cota h:1158.00 msnm.1156.2 msnm. c: Coeficiente de Lane.

1.80 m.

Ingresa:h = 1.80 m.c = 2.5 coef.

Lw = 4.50 m.

c.- Espesor del solado.

El agua que se desplaza debajo de la presa por efecto de la percolación causa el arrastre de los materiales finos creando fenomeno llamado de la tubificación

Lw:

Diferencia de carga hidrostatica entre la cresta del barraje y la uña terminal de la poza de disipación.Cc =

C1 =hc-1 =

L=6d1∗F1

L=4d2

Lw=c∗h

e= 43∗(h/( SGs−1 ))

E353

Resultado

E360

Resultado

H364

INgrese






e= 43∗(h/( SGs−1 ))






Donde:e: Espesor en metrosh: Diferencia de altura desde el inicio de la percolación

SGs ó B: Peso especifico del solado Ton/m3.

Como:Donde:

h: Carga hidrostatica en m.B: Peso especifico del material del solado ø: Peso especifico del agua

Donde:h = 1.80 m de agua.B = 2.30 ton/m3.ø = 1.00 ton/m3.

h = h - hfhf = h.(Sp/St) Perdida. Sp: Camino de percolación parcial

St: Camino de percolación totalSp = 6.60 m.St = 8.80 m.hf = 1.35 m.

H = 1.03 m.

Resulta:

e = 0.46 m.

e = 0.40

d.- Enrocado de protección o Escollera

Ingresar: Donde: C = 4.0 Coef. Longitud total escollera

0.85 m C: coeficiente de Bligh.D1= 0.09 Altura comprendida entre la cota de la cresta del barraje q = 0.935 m3/seg/m. Anterior y la cota del extremo aguas abajo.

Altura comprendida entre el nivel de agua en el extremo aguas abajo del colchon y la cota de la cresta del barraje.

q: Caudal por metro lineal de vertedero.2.39 m. Longitud del colchón0.72 m. Coeficiente de Bligh.

material del lecho del cauce Coef. BlighLs = 1.67 m.Arena fina y limo 18

Consideramos una longitud de escollera igual a 2.00 metros Arena fina 15Arena gruesa 12

Ls = 2.00 m. Grava y arena 9Bolones y arena 4 - 6

m. espesor a considerara

Ls = Lt - LcAl final del colchón disipador es necesario colocar una escollera o enrocado con el fin de reducir la erosión y contrarestar el arrastre del material fino por acción de la filtración.

Lt:Db =

Db:

D1:

Lt = Lc:Lc =

Sp= pw∗bC '*(h+h'− hL∗X )

hL∗X

L=Lv+ L∗h3

L∗hX

X=Xv+ X∗h3

H=h. BΦ






Arcilla 6 - 7

4.- DISEÑO DEL CANAL DE LIMPIA

a.- Velocidad de arrastre

Donde:Vc: Velocidad requerida para iniciar el arrastre

c:

Ingresar:C = 3.5 Coeficiente. d: Diametro del grano mayord = 0.125 m. Vs: Velocidad de arrastre

Resulta:1.86 m/seg.1.24 m/seg.

b.- Ancho del canal de Limpia

Donde:B: Ancho del canal de limpia en metrosQ: Caudal que discurre en el canal de Limpia en m3/seg.q: Caudad por unidad de ancho m3/seg./m

Ingresar: Velocidad de arrastre en m/seg.Q= 0.50 m3/seg. g:g= 9.80 m/seg.2

1.86 m/seg.q= 0.65 m3/seg./m

Resulta:B = 0.77 m.

Para el diseño:B = 0.80 m.

c.- Pendiente del canal de Limpia

Donde:Pendiente del canal de Limpia

n: Coeficiente de rugosidad de Manning.g:q: Descarga por unidad de ancho en m/seg./ml.

Ingresar:n= 0.015 Coef. Manning.g= 9.80 m/seg.2q= 0.65 m/seg./ml.

Resulta:0.0031 m.

Para el diseño:0.31 %. 1.00 % minimo

5.- TOMA O CAPTACIÓN

Su trazo generalmente es perpendicular al eje del barraje pero puede tener un angulo entre 12º a 45º y el fluyo de la quebrada puede fomar angulos entre 60º y 90º con el eje de captación. Un bocal esviajado facilita el ingreso de agua en el bocal de toma paro aumenta la sedimentacion frente a la misma; Para separar el canal de limpia del barraje fijo se construye un muro guia que permite encauzar mejor las aguas hacia el canal de limpia

Coef. Que es función del tipo de material Arena grava redondeada 3.2 grava

rectangular 3.9 arena y grava 3.5 a 4.5

Vc =Vs =

Vc:Aceleración de la gravedad en m/seg.2

Vc=

Sc:

Aceleración de la gravedad en m/seg.2

Sc =

Sc = Sc =

La mayor parte de las tomas se han hecho en ángulo recto con el barraje pero el bocal con el río puede quedar con un ángulo entre 20' y 30'.La capacidad de la toma se determina de acuerdo a las demandas de la cédula de cultivos en el caso de un proyecto agrícola, o de acuerdo a las capacidades de la central hidroeléctrica o del proyecto de abastecimiento de agua potable considerando adicionalmente las pérdidas necesarias para eliminar los sedimentos que pudieran ingresar. La velocidad de entrada del agua por los vanos del bocal de captación debe quedar comprendida entre 0.80 y 1.20 m/seg.El bocal de toma se ubica por lo general aguas arriba del barraje vertedero, procurando que el ingreso de sedimentos sea el mínimo. La toma generalmente es de forma abocinada, en la parte anterior se instalan los orificios de captación separados por muros, y los flujos de cada compuerta se amortiguan en una poza de tranquilización que termina en el punto inicial del canal de derivación. Con el fin de proteger la toma se levanta una pantalla frontal donde se abren las ventanas de captación, puede adicionarse en la parte anterior un canal de fuerte pendiente para eliminar gravas, llamado canal desgravador (Diseño Peruano).Los caudales de captación se calculan como vertederos:Q = c . L . h 3/2En el caso de que trabajen como orificios, el caudal viene dado por la fórmula :Q = c.A.(2gh) 1/2

V c=1 .5 cd12=1 .5V s

B=Qq q=

Vc3

g

Sc=n2 . g10 /9

q2/9






Donde: pérdida de carga, en pulgadas

T: espesor de la platina (rejilla), en pulgadasIngresar: V: velocidad de Ingreso atravez de la rejilla, en pies/seg.

T= 0.500 Pulg. (se recomienda V = 1 m/s = 3.28 pies/seg.)V= 3.28 Pies/seg. A: ángulo de rejilla con la horizontalA= 70 º B: ángulo de aproximación B= 60 º D: separación entre ejes de cada platina, en pulgadasD= 3 Pulg.

1.36 Pulg.

0.03 m

ANCHO DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN

NUMERO DE REJILLASEl numero de rejillas esta dado por:

Donde:NR= Numero de rejillas Ln = 0.50 m.Ln=Ancho total de las ventanas(m.)D=Espaciamiento entre rejillas.

La mayor parte de las tomas se han hecho en ángulo recto con el barraje pero el bocal con el río puede quedar con un ángulo entre 20' y 30'.La capacidad de la toma se determina de acuerdo a las demandas de la cédula de cultivos en el caso de un proyecto agrícola, o de acuerdo a las capacidades de la central hidroeléctrica o del proyecto de abastecimiento de agua potable considerando adicionalmente las pérdidas necesarias para eliminar los sedimentos que pudieran ingresar. La velocidad de entrada del agua por los vanos del bocal de captación debe quedar comprendida entre 0.80 y 1.20 m/seg.El bocal de toma se ubica por lo general aguas arriba del barraje vertedero, procurando que el ingreso de sedimentos sea el mínimo. La toma generalmente es de forma abocinada, en la parte anterior se instalan los orificios de captación separados por muros, y los flujos de cada compuerta se amortiguan en una poza de tranquilización que termina en el punto inicial del canal de derivación. Con el fin de proteger la toma se levanta una pantalla frontal donde se abren las ventanas de captación, puede adicionarse en la parte anterior un canal de fuerte pendiente para eliminar gravas, llamado canal desgravador (Diseño Peruano).Los caudales de captación se calculan como vertederos:Q = c . L . h 3/2En el caso de que trabajen como orificios, el caudal viene dado por la fórmula :Q = c.A.(2gh) 1/2

Estructuras principales de la Toma1.- Rejillas (Trash Racks)Su objetivo básico es impedir que los materiales de arrastre y suspensión ingresen al canal de derivación, los cuales causan obstrucción y desbordes aguas abajo de la captación.Las rejillas platinas unidas mediante soldadui a formando paneles. La separación entre rejillas se recomienda tomarla de eje a eje; y dependiendo del tipo de material que se quiere impedir su ingreso la separación variará entre 1 " y 4" (material fino) y de 4" a 8" (material grueso), recomendándose que las rejillas de menor separación en la parte superior.La colocación de la rejilla puede ser vertical o con una pequeña inclinación de 1:1/4 para facilitar su limpieza. Esta limpieza se recomienda que se haga mediante acción mecánica ya que cuando es manual en épocas de avenidas es casi imposible ejecutar con la frecuencia debida.La principal objeción de colocar rejillas es que causa pérdidas, las cuales deben ser consideradas durante el dimensionamientode la altura del vertedero y en el cálculo del tirante en el canal de derivación.La pérdida de carga que ocasiona una rejilla se puede calcular por la fórmula:

he:

he =

he =

El ancho propuesto para la ventana de captacion (Ln) es corregido por el coseno del angulo de desviacion de la frontal (teta) por el numero de rejillas de las ventanas.

Estructuras de la toma

he=1 .32 (. T .VD

)2 .( senA ) .(sec15 /8B )

Desripiador

Transición

CompuertaLimpia

CompuertaRgulación

N R=LnD

- 1

D585

Resulta:

D587

Resulta:






NR= 5.00 Rejillas NR= 5.00 Rejillas

En la determinacion de la correccion del ancho de las ventanas , se contemplan dos casos:** Si el angulo de desviacion frontal es de 0°:

b=Ln

** Si el angulo de desviacion frontal es diferente de 0°:

Donde:30 º.

Donde:L = Ancho corregido de ventanas (m.)Ln=longitud neta de ventanas(m.)B=Angulo de desviacion frontal.T=Ancho ó diametro de rejillas (m.)NR=Numero de rejillas.

L = 0.64 m.ANCHO CORREGIDO DE LAS VENTANAS

L = 0.65 m. D = 0.10 m.

NR= 2.00 Rejillas

Donde:Q: Caudal a derivar mas caudal necesario para operación del sistema de purga.c: Coef. De vertedero, en este caso 1.84

Ingresar: L: Longitud de ventana que por lo general se asume ntre 3 a 4 mc = 1.84 coef. h: Altura de la ventana de captación ;

Altura para evitar material de arrastre se recomienda 0.60m minimo ó ho>H/3

Qmd = 0.0085

Resulta:h1 = 0.04 m.

0.03 m. Anterior.

La altura total de las ventanas esta dado por:

h=h1+he

h= 0.07 m.

Se considerará por seguridad.

h = 0.20 m.

Caudal que se podra captar:

ø = 90 - B =

2.- Ventana de Captación: Las ventanas de captación son las entradas de agua de la toma que en ciertos casos están instaladas en un paramento de concreto totalmente protegido, detrás del vertedero de toma u orificio se colocan los mecanismos de cierre de emergencia y luego las compuertas de control. Los mecanismos de izaje deben ser ubicados en una elevación superior a las máximas avenidas.

ho:m3/seg.

he =

Q=c . L.h32

L=(Ln

cos(Φ ))+T∗N R

D678

Resultado

D692

Ingrese el valor a considerar






Q = 0.107

CANAL DE SALIDAPara el ancho del canal de salida, se considerara el mismo ancho de salida de la ventana de captacion

b = 0.3 m b: Ancho de canal de salidaQ = 0.107 Q: Caudal que ingresa por la ventana de captacion en maximas avenidasS = 0.02 m/m n: Coeficiente de rugosidad de manning, para concreton = 0.015

Calculamos el tirante, mediante H-Canales, obteniendo:

Y = 0.0841 m

Borde libre F= 0.30 m

Altura total Ho= 0.3841 m

Asumimos una altura de diseño

Ho = 0.60 m

Finalmente la sección del canal sera: 0.25x0.40

VERTEDERO DE EXCEDENTESCaudal que ingresa por la ventana de captacion, para las maximas avenidas:

0.107 m3/seg.Caudal excedente (Qe)

Qe = Qma - Qmd Qmd: Caudal maximo diaro o caudal de diseñoQe = 0.098 m3/seg.

Vertedero de excedentes

Donde:Q = Caudal excedente en Máximas AvenidasC = Coeficiente de descarga 1.83L = Longitud del vertedero 0.25 mtsH = Altura sobre el vertedero

H = 0.359 m asumimos H = 0.30

Consideramos una seccion de: 0.25x0.40

Altura para aliviadero de demasias

Para el ancho del canal de salida, se considerara el mismo ancho de salida de la ventana de captacion

b = 0.25 m b: Ancho de canal de salidaQ = 0.0085 Q: Caudal que ingresa por la ventana de captacion en maximas avenidasS = 0.02 m/m n: Coeficiente de rugosidad de manning, para concreton = 0.015

Calculamos el tirante, mediante H-Canales, obteniendo:

Y = 0.0382 m

Por cuestiones constructivas, consideraremos el valor de Y:

Y = 0.05 m

m3/seg.

m3/seg.

Qma =

Qe = C.L.H 3/2

m3/seg.






000099Expediente Técnico de Saneamiento Código SNIP 125853:000099“Mejoramiento y Ampliación Del Sistema De Agua Potable y Alcantarillado de la Localidad de Monzon y Centros Poblados de Pista Loli y San Benito"





DISEÑO MURO DE ENCAUSAMIENTO CAPTACION QUEBRADA TRANCARAGRA

1.- DATOS PARA EL DISEÑO

H = 1.50 m H : Alturas = 15.00 s : Resistencia del terrenof = 0.70 f : Coeficiente de Fricción entre suelo y concretoFy = 4200.00 Kg/cm2 Fy : Resistencia a la Fluencia del aceroF'c = 210.00 Kg/cm2 F'c : Resistencia a la Compresión del Concreto

2.40 Tn/m3g = 1.00 Tn/m3 g : Peso Especifico del Agua

2.40 Tn/m3FSD = 1.50 FSD : Factor de Seguridad de DeslizamientoFSV = 1.75 FSV : Factor de Seguridad de Volteo

2.- PREDIMENSIONAMIENTOa. Espesor Efectivo de la Pantalla

Considerando el más critico, cuando actua el agua en maxima creciente y no ejerce presión el terreno sobre el muro de encauzamiento

20 cm

M = 0.56 Tn - m

Mu = 1.7 * M Mu = 0.96 Tn - m

r = 0.004 w = 0.08f = 0.9b = 1.00 m Analizando para un ancho de muro de 1.00m

d = 8.1472108172 cm

12.942210817 cm

Tomamos 20 cm OK!Para d = 15.205 cm

b. Ancho de la ZapataConsiderando como un Muro de Contención en Voladizo debe cumplir las siguientes relaciones

----------------------------- (I)

0.6696428571 m

Tomamos 1 m OK!

----------------------------- (II)

Tn/m2

gt = gt : Peso Especifico del Terreno

gc = gc : Peso Especifico del Concreto

t1 =

t2 =

t2 =

B1 >=

B1 =

6* 3HM

)*59.01(**'2 wwcfbdMu

22acerordt

B1

H≥F . S .D .∗( γ

2 γ t∗f )

B1≥H∗F .S .D .∗( γ2 γt∗f )

B2

H≥ f

3∗F . S .V .F .S .D .

−B1

2∗H

w=ρ∗ FyF ' c

d=√ MuΦb∗f ' c∗w(1−0 . 59∗w )







0.075 m

Tomamos 0.5 m OK!

c. Altura de la Zapata (Hz)

Hz = 25 cmUsaremos Hz = 30 cm

3.- ANALISIS DE ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO Y VOLTEO

t1=0.20

P4P2

H = 1.50 P3 gP

P1 H/3

0.3 g*H

B2=0.50 0.2

B1=1.000

Pi Pesos (Tn) Momento M=P*X (Tn-m)

P1 1.08 0.75 0.81P2 0.72 0.60 0.43P3 0.00 0.50 0.00P4 1.20 1.10 1.32

TOTAL P= 3.00 M= 2.56

1.125 Tn

FSD = 1.8667 CONFORME > FSD= 1.50

Ma = 0.5625 Tn-m

FSV = 4.5547 CONFORME > FSV= 1.75

4.- PRESIONES ADMISIBLE SOBRE EL TERRENO

a.- Ubicación de la resultante con respecto al punto O

B2 >=

B2 =

Hz = t2 + 5

Hz =

t2 =

Brazos de Giro X (m)

SFH =

B2≥H∗ f3∗F .S .V .F . S .D .

−B1

2∗H

FSD=f∗∑ FV

∑ FH

∑ FH= γ∗H2

2

FSV=MrMa

Ma= γ∗H3

6






DISEÑO MURO DE ENCAUSAMIENTO CAPTACION QUEBRADA TRANCARAGRAXo = 0.6665 m

b.- Calculo de la Excentricidad

e = 0.0835 m

c.- Verificación Si Cae Dentro del Tercio Central

: CAE FUERA DEL TERCIO CENTRAL

: CAE DENTRO DEL TERCIO CENTRAL

B/6 = 0.25 CONFORME > e = 0.083

2.668 T/m2

1.332 T/m2

2.6680 < s = 15.00 CONFORME

1.332.67

B = 1.5

5.- VERIFICACION POR CORTE

Vd = 0.896925 Tn

1.5247725 Tn

1.6941916667

Vc = 3.6929373624 Tn

2/3*Vc = 2.4619582416 > Vdu/Ø = 1.6941916667

s1 =

s2 =

s1 < st

s1 =

s2 =s1 =

Vdu = 1.7*Vd Vdu =

Vdu/Ø =

Xo=Mr−Map

e= B2

−Xo

B6

<e

B6

>e

σ 1=PB∗(1+

6eB )

σ 2=PB∗(1−6e

B )

Vd= γ∗H 2

2−γ∗H∗d

Vc=0 . 53∗√ f ' c∗bd







6.- DISEÑO DE LA ZAPATA

Considerando un suelo de relleno de suelo Arenoso con una densidad de 1.9 ton/m3

2.85 t/m

Considerando un concreto de una densidad de 2.4 ton/m3

Wpp = 0.72 t/m

Cálculo del acero

Wumax.= q1*1.7-Wz*0.9

Wu = 3.7 t/m.

Mu = 0.2 t-m. As=Mu/(ø*fy*(d-a/2))

As = 0.0527 cm2 El mas critico es por acero minimo.

Asmin = .0018*b*d Considerando la altura de la zapata H = 0.60

As = 6.2 cm2

Usar ø 1/2" @ 0.20 m

En la dirección transversal:

As = 3.6 cm2

Usar ø 3/8" @ 0.18 m

Ws =

Mu = Wu/Hz2/2

Ws=γ rellenoxh

Wpp=Hz∗1∗2. 4







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1. DISEÑO CAPTACION